熱原子系綜中頻率非簡(jiǎn)并的存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、量子信息科學(xué)是比較熱門的研究領(lǐng)域，涉及量子光學(xué)和信息科學(xué)技術(shù)。隨著量子信息科學(xué)的發(fā)展，量子信息網(wǎng)絡(luò)更是引起了人們的廣泛關(guān)注，其中量子中繼器是實(shí)現(xiàn)量子信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的關(guān)鍵器件[1,2]。眾所周知，光子的傳播速度快，是量子態(tài)信息比較理想的攜帶者，而原子易于局限在空間某處是實(shí)現(xiàn)量子態(tài)存儲(chǔ)的理想單元[3]。光與原子之間相互作用為光場(chǎng)的量子態(tài)與實(shí)物粒子量子態(tài)（自旋）的之間的相互傳遞提供了有效途徑[4]。利用原子相干性導(dǎo)致的電磁感應(yīng)透明效應(yīng)(EIT)

2、和Raman效應(yīng)可以將光攜帶的信息存儲(chǔ)在原子介質(zhì)中。
　　 本文主要在熱原子系綜中利用頻率非簡(jiǎn)并Λ型三能級(jí)原子結(jié)構(gòu)進(jìn)行光信息存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究。相對(duì)于冷原子系綜而言，熱原子系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)裝置相對(duì)比較簡(jiǎn)單，利于實(shí)用化。另外通過給原子氣室填充緩沖氣體也可以延長(zhǎng)原子的相干作用時(shí)間。在非簡(jiǎn)并能級(jí)結(jié)構(gòu)中，原子的兩基頻頻率相差較大，可以將弱的釋放信號(hào)光和強(qiáng)的讀出光有效地分離開。因此非簡(jiǎn)并三能級(jí)系統(tǒng)被廣泛的應(yīng)用于光場(chǎng)量子態(tài)的存儲(chǔ)。在本文中我們利用原子相

3、干效應(yīng)在非簡(jiǎn)并能級(jí)結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)了光場(chǎng)存儲(chǔ)釋放的實(shí)驗(yàn)研究，具體內(nèi)容如下:
　　 1)具體介紹在人型三能級(jí)結(jié)構(gòu)中，利用光與原子相互作用導(dǎo)致的EIT效應(yīng)[5]，以及Raman過程實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的存儲(chǔ)。
　　 2)實(shí)驗(yàn)過程中，我們首先利用飽和吸收技術(shù)實(shí)現(xiàn)全固態(tài)鈦寶石激光器的頻率鎖定，在此基礎(chǔ)上將鈦寶石激光器和半導(dǎo)體激光器通過差頻鎖定技術(shù)實(shí)現(xiàn)兩束相干光頻率相差6.8GHz鎖定，并研究在87RbD1線熱原子系綜中兩個(gè)不同的非簡(jiǎn)并Λ型三能級(jí)